ES2426321B1 - Method for implementing a transmission mode multiple input-multiple output - Google Patents

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ES2426321B1 ES201131502A ES201131502A ES2426321B1 ES 2426321 B1 ES2426321 B1 ES 2426321B1 ES 201131502 A ES201131502 A ES 201131502A ES 201131502 A ES201131502 A ES 201131502A ES 2426321 B1 ES2426321 B1 ES 2426321B1
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Abstract

Método para implementar un modo de transmisión de múltiples entradas-múltiples salidas.#En el método de la invención, dicho modo de transmisión MIMO comprende usar un determinado número de antenas en un equipo de usuario y un número dado de antenas en un nodo de acceso de radio para la comunicación entre dicho equipo de usuario y dicho nodo de acceso de radio, llevada a cabo dicha comunicación por medio de un canal de comunicación, representado dicho canal de comunicación por una matriz de canal.#El método de la invención se caracteriza porque comprende descorrelacionar al menos parte de los coeficientes de dicha matriz de canal cuando dicho canal de comunicación está degenerado usando al menos un puerto de antena adicional en cada uno de dicho nodo de acceso de radio y dicho equipo de usuario con el fin de cambiar el patrón de radiación asociado con capas de transmisión de dicha comunicación permitiendo el uso de un modo de transmisión MIMO potenciado. Method for implementing a transmission mode multiple input-multiple output. # In the method of the invention said mode MIMO transmission comprises using a number of antennas at a user equipment and a given number of antennas at an access node radio for communication between said user equipment and said access node radio, carried out such communication using a communication channel, represented said communication channel by a channel matrix. # the method of the invention is characterized comprising decorrelate at least part of the coefficients of said matrix channel when said communication channel is degenerated using at least one port of additional antenna in each of said access node radio and said user equipment in order to change the radiation pattern associated with transmission of said layers allowing communication using a MIMO transmission mode enhanced.

Description

Método para implementar un modo de transmisión de múltiples entradas-múltiples salidas Method for implementing a transmission mode multiple input-multiple output

Campo de la técnica Technical Field

La presente invención se refiere de manera general a un método para implementar un modo de transmisión de múltiples entradas-múltiples salidas, comprendiendo dicho modo de transmisión MIMO usar un determinado número de antenas en un equipo de usuario y un número dado de antenas en un nodo de acceso de radio para la comunicación entre dicho equipo de usuario y dicho nodo de acceso de radio, llevada a cabo dicha comunicación por medio de un canal de comunicación, representado dicho canal de comunicación por una matriz de canal y más particularmente a un método que comprende descorrelacionar al menos parte de los coeficientes de dicha matriz de canal cuando dicho canal de comunicación está degenerado usando al menos un puerto de antena adicional en cada uno de dicho nodo de acceso de radio y dicho equipo de usuario con el fin de cambiar el patrón de radiación asociado con capas de transmisión de dicha comunicación permitiendo el uso de un modo de transmisión MIMO pote The present invention relates generally to a method for implementing a transmission mode multiple input-multiple output, said mode MIMO transmission comprising using a number of antennas at a user equipment and a given number of antennas at a node radio access for communication between said user equipment and said access node radio, carried out such communication using a communication channel, represented said communication channel by a channel matrix and more particularly to a method comprises decorrelate at least part of the coefficients of said matrix channel when said communication channel is degenerated using at least one port of additional antenna in each of said access node radio and said user equipment in order to change the pattern associated with transmission of said layers allowing radiation communication using a MIMO transmission mode pot nciado. I nciado.

Estado de la técnica anterior State of the prior art

La evolución a largo plazo (LTE) es la siguiente etapa en sistemas 3G celulares, que representa básicamente una evolución de las normas de comunicaciones móviles actuales, tales como UMTS y GSM [2]. The long term evolution (LTE) is the next step in cellular systems 3G, which basically represents an evolution of the standards current mobile communications such as UMTS and GSM [2]. Es una norma 3GPP que proporciona rendimientos de hasta 50 Mbps en enlace ascendente y hasta 100 Mbps en enlace descendente. It is a 3GPP standard that provides yields of up to 50 Mbps in uplink and up to 100 Mbps in downlink. Usa un ancho de banda ajustable a escala de desde 1,25 hasta 20 MHz con el fin de adaptarse a las necesidades de operadores de red que tienen diferentes asignaciones de ancho de banda. Using an adjustable bandwidth scale from 1.25 to 20 MHz in order to suit the needs of network operators that have different bandwidth allocations. También se espera que la LTE mejore la eficacia espectral en redes, permitiendo a las portadoras proporcionar más servicios de datos y voz sobre un ancho de banda dado. It is also expected to improve spectral efficiency LTE networks, allowing carriers to provide more data and voice services over a given band width.

La LTE avanzada (LTE-A), una evolución de LTE, está normalizándose en la release 10 de LTE y posteriores. LTE Advanced (LTE-A), an evolution of LTE, is normalized in LTE release 10 and later. Va dirigida a cumplir requisitos de IMT avanzada, cuyas capacidades van más allá de las de IMT-2000 e incluyen tasas de transmisión de datos pico potenciadas para soportar aplicaciones y servicios avanzados (100 Mbps para una alta movilidad, y 1 Gbps para una baja movilidad) [3]. It is intended to meet requirements of advanced IMT, whose capabilities go beyond those of IMT-2000 and include transmission rates peak data enhanced to support advanced applications and services (100 Mbps for high mobility and 1Gbps for low mobility ) [3].

El uso de tecnología de múltiples antenas permite aprovechar el campo espacial como otra nueva dimensión. The use of multiple antenna technology takes advantage of the space field as another new dimension. Esto se vuelve esencial en la búsqueda de eficacias espectrales superiores. This becomes essential in the search for higher spectral efficiencies. Pueden usarse múltiples antenas de una variedad de formas, basándose principalmente en tres principios fundamentales [4]: multiple antennas of various forms can be used, mainly based on three fundamental principles [4]:

- -
Ganancia de diversidad. Diversity gain. Uso de la diversidad espacial proporcionada por las múltiples antenas para mejorar la robustez de la transmisión frente al desvanecimiento multitrayectoria. Using the spatial diversity provided by the multiple antennas to improve transmission robustness against multipath fading.

- -
Ganancia de red. Gain network. Concentración de energía en una o más direcciones dadas mediante precodificación o modelación de haz. Concentration of energy in one or more directions given by precoding or beam shaping.

- -
Ganancia de multiplexación espacial. Spatial multiplexing gain. Transmisión de múltiples flujos de señales a un único usuario sobre múltiples capas espaciales creadas mediante combinaciones de las antenas disponibles. Multiple transmission signal streams to a single user on multiple spatial layers created by combinations of available antennas.

La multiplexación espacial es el único esquema que logra un aumento en la capacidad de los recursos disponibles (tiempo, frecuencia), multiplicando el rendimiento por un número que, en condiciones ideales, es igual al mínimo del número de antenas de transmisión y recepción. Spatial multiplexing is the only scheme that achieves an increase in the capacity of available resources (time, frequency), multiplying the yield by a number which, ideally, is equal to the minimum number of transmit and receive antennas. Este número se denomina rango de canal, y depende fuertemente de las condiciones de radio y también de la disposición geométrica de antenas tanto TX como RX. This number is called channel range and depends heavily on radio conditions and the geometric arrangement of both TX and RX antennas.

El esquema de multiplexación espacial es el único útil cuando el canal no está degenerado, es decir, cuando el rango de canal es un máximo. The spatial multiplexing scheme is the only useful when the channel is not degenerate, that is, when the channel range is a maximum. Esto sucede cuando todos los componentes de la matriz de canal están descorrelacionados. This happens when all components of the channel matrix are uncorrelated. Suponiendo que se tiene un sistema SU-MIMO con N antenas de transmisión y M antenas de recepción, la matriz de canal es tal como sigue: Supposing there is a SU-MIMO system with N transmit antennas and M receive antennas, the channel matrix is ​​as follows:

hh H H

00 0,N -1 00 0, N -1

H= [[:: JJ[J H = [[:: JJ [J

hh H H

M -1,0 M -1,N -1 M -1.0 M -1, N -1

, ,

donde hij representa el coeficiente de canal complejo entre la antena de transmisión jy la antena de recepción i, tal como se representa en la figura 1. Si todos los componentes de canal están descorrelacionados, el rango de esta matriz será igual al mínimo de (N, M). where hij represents the complex channel coefficient between transmit antenna j and receive antenna i, as shown in Figure 1. If all channel components are uncorrelated, the rank of this matrix is ​​equal to the minimum of (N , M). Sin embargo, si el entorno de propagación “observado” por los haces radiados es muy similar, el canal se vuelve degenerado con un rango que es inferior a min(N, M). However, if the propagation environment "seen" by the radiated beam is very similar, the channel becomes degenerate with a range that is less than min (N, M). Si el rango se vuelve uno, la multiplexación espacial se vuelve poco práctica y el sistema debe recurrir a un esquema de If the range becomes one spatial multiplexing becomes impractical and the system must resort to a scheme

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diversidad. diversity.

Es importante observar que la degeneración del canal no puede compensarse mediante precodificación, independientemente del esquema real empleado tal como se define para LTE y LTE-A: esquemas de precodificación basados en libro de códigos para MIMO de bucle cerrado (modo 4 de transmisión LTE), o CDD (diversidad de retardo cíclico) para MIMO de bucle abierto (modo 3 de transmisión LTE). Importantly degeneration channel may not be offset by precoding, regardless of the actual scheme used as defined for LTE and LTE-A: schemas precoding based on codebook for MIMO closed loop (mode 4 transmission LTE) or CDD (cyclic delay diversity) for open loop MIMO (mode 3 transmission LTE). Esto se debe al hecho de que tanto la precodificación como CDD pueden considerarse una operación de multiplicación de matriz adicional en la matriz de canal H: si X es el vector que contiene los símbolos modulados complejos de cada capa, e Y el vector complejo tras la precodificación, la operación puede expresarse [5]: This is due to the fact that both precoding and CDD may be considered a multiplication of additional matrix in the channel matrix H: If X is the vector containing complexes each layer modulated symbols, and Y complex vector after precoding operation can be expressed [5]:

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Para TM 3 (OL-MIMO): Y = W(i)·D(i)·U·X, donde W(i) es una matriz de precodificación, D(i) una matriz diagonal que contiene el retardo cíclico aplicado, y U una matriz cuadrada dependiente del número de capas. For TM 3 (OL-MIMO): Y = W (i) · D (i) · U · X, where W (i) is a precoding matrix, D (i) a diagonal matrix containing the applied cyclic delay, and U dependent on the number of layers square matrix.

Para TM 4 (CL-MIMO): Y = W(i)·X, donde W(i) es una matriz de precodificación. For TM 4 (CL-MIMO): Y = W (i) · X, where W (i) is a precoding matrix.

El vector precodificado pasa a través del canal H, y el vector de recepción puede expresarse como H·Y. The precoded vector passes through the channel H, and the receive vector can be expressed as H · Y. Por tanto, teniendo en cuenta que para dos matrices A y B dadas cualesquiera se aplica la siguiente propiedad [6]: Therefore, considering that for two matrices A and B given any the following property applies [6]:

rango (AB) � min (rango (A),rango (B)), range (AB) min (range (A), range (B)),

queda claro que si la matriz H está degenerada la operación de precodificación no mejorará el proceso de demodulación. it is clear that if the matrix H is degenerate operation precoding not improve the demodulation process.

Debido a esto, el modo de funcionamiento normal referente a SU-MIMO en LTE-A se mostrará en la figura Because of this, LTE-A mode regarding SU-MIMO in normal operation is shown in Figure

2: el eNodo B recibe informes periódicos o no periódicos de los UE mediante los canales de enlace ascendente PUCCH o PUSCH (2a), incluyendo el indicador de rango (RI) que informa del rango de canal de enlace descendente tal como se observa por los UE. 2: The eNodeB receives periodic reports or nonperiodic UEs through uplink channels PUCCH or PUSCH (2a), including the rank indicator (RI) reporting range downlink channel as observed by EU. Adicionalmente, el eNodo B estima el rango de canal de enlace ascendente mediante, por ejemplo, transmisiones SRS de enlace ascendente. Additionally, the eNode B estimates the range uplink channel by, for example, uplink SRS transmissions. Basándose en estos rangos de canal, y en los indicadores de calidad de canal (CQI), el eNodo B decide si usar o no un esquema de multiplexación espacial en las direcciones tanto de enlace ascendente como de enlace descendente: Based on these ranges channel, and indicating channel quality (CQI), the eNode B decides whether to use a spatial multiplexing scheme in directions both uplink and downlink:

- -
si el CQI es inferior a algunos umbrales predefinidos (2b), el sistema recurre a un esquema de transmisión de una capa (2c). if the CQI is less than some predefined thresholds (2b), the system uses a transmission scheme of a layer (2c).

- -
si el CQI es superior al umbral mencionado anteriormente, el eNodo B selecciona varias capas para la transmisión que siempre es inferior o igual al rango correspondiente. if the CQI is above the threshold mentioned above, the eNodeB selects several layers for transmission which is always below or equal to corresponding range. Si el rango es uno (2d), el sistema recurre de nuevo a un esquema de transmisión de una capa para evitar la degeneración de la matriz de canal. If the range is one (2d), the system resorts back to a transmission scheme of a layer to prevent the degeneration of the channel matrix. De lo contrario, el sistema aprovecha completamente la multiplexación espacial (2e). Otherwise, the system takes full advantage of spatial multiplexing (2e).

La degeneración de la matriz de canal es una situación que debe evitarse con el fin de lograr los rendimientos esperados de LTE y LTE-A, porque los esquemas de diversidad no pueden aprovechar la ventaja de multiplexación espacial de tener múltiples antenas. Degeneration of the channel matrix is ​​a situation to be avoided in order to achieve the expected performance of LTE and LTE-A, because diversity schemes can not take advantage of spatial multiplexing of multiple antennas.

También existen soluciones para superar este problema. There are also solutions to overcome this problem. Por ejemplo, en [8] se describe un sistema para su uso en sistemas vehiculares MIMO, que tiene varias sub-redes direccionales montadas en diferentes caras del vehículo. For example, [8] a system for use in MIMO vehicle systems, which has several subnetworks mounted directional different sides of the vehicle described. Como cada sub-red experimentará diferentes condiciones de canal, basándose en el rango de canal u otra medida apropiada el sistema puede seleccionar la sub-red con el mejor rendimiento previsto. As each sub-network will experience different channel conditions, based on the range of measurement channel or other appropriate system can select the sub-network with the best expected performance. El inconveniente de esta solución es que sólo es adecuada para condiciones vehiculares, porque se necesita una gran cantidad de espacio para ubicar las diferentes sub-redes, haciendo que el sistema sea más complejo y caro. The disadvantage of this solution is that it is only suitable for vehicle conditions, because a large amount of space is required to locate the different sub-networks, making the system more complex and expensive.

Se propone otra solución en [9], en la que la configuración y las propiedades de radiación/polarización de la red se modifican de manera adaptativa alterando la estructura física de los componentes de antena. Another solution is proposed in [9], wherein the configuration and properties of radiation / network polarization altering adaptively altering the physical structure of the antenna components. Esta solución implica elementos de antena reconfigurables complicados (con actuadores micro-electromecánicos), y una unidad de procesamiento para buscar la disposición óptima. This solution involves complicated elements reconfigurable antenna (micro-electromechanical actuators), and a processing unit for searching the optimal arrangement. Por tanto, puede no ser adecuado para equipos de usuario de bajo coste. Therefore, it may not be suitable for user equipment at low cost.

En [10] se describe otra invención, en la que una antena de múltiples haces emplea dos antenas de red diferentes. In [10] another invention is described, in which an antenna multibeam antennas employs two different network. Una dirección de radiación máxima de un haz combinado de la segunda antena de red está orientada a una dirección correspondiente a un punto nulo del haz combinado de la primera antena de red. A maximum radiation direction of a combined beam from the second array antenna is oriented to a direction corresponding to a null point of the combined beam from the first array antenna direction. Haciendo esto, los dos haces de antena tienen una correlación bastante baja y pueden disponerse en ubicaciones próximas. By doing this, the two antenna beams have a very low correlation and can be arranged in nearby locations. El inconveniente de esta invención es que los haces se dirigen hacia direcciones fijas, de modo que no hay posibilidad de seguir de manera adaptativa las características de canal. The disadvantage of this invention is that the beams are directed to fixed addresses, so that there is no possibility to follow adaptively the channel characteristics. Además, los dos haces se logran usando en total un mínimo de cuatro antenas, lo que puede aumentar el coste y la complejidad globales. Moreover, the two beams are achieved using in total at least four antennas, which may increase the cost and complexity global.

Finalmente, en [11] el enfoque es configurar una red de antenas dividiéndola en sub-redes, basándose en la matriz de correlación de antenas, de tal manera que las correlaciones entre antenas dentro de cada sub-red son superiores a las correlaciones entre antenas que pertenecen a diferentes sub-redes. Finally, in [11] the approach is to configure an antenna array dividing it into sub-networks, based on the correlation matrix of antennas, such that correlations among antennas within each sub-network are higher than correlations among antennas They are belonging to different sub-networks. Se generan pesos de Weights are generated

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modelación de haz para cada antena dentro de las sub-redes, y se aplica además un mecanismo MIMO entre las sub-redes. modeling for each antenna beam within the sub-networks, and also applies a MIMO mechanism between sub-networks. Este esquema tiene la limitación de requerir un alto número de antenas para formar las sub-redes (al menos dos para cada capa de transmisión), así como el cálculo de la matriz de correlación mediante, por ejemplo, un procedimiento de calibración, o mediante señales de realimentación de los terminales móviles. This scheme has the limitation of requiring a high number of antennas to form subnetworks (at least two for each layer transmission) and calculating the correlation matrix by, for example, a calibration procedure, or by feedback signals from mobile terminals.

Descripción de la invención DESCRIPTION OF THE INVENTION

Es necesario ofrecer una alternativa al estado de la técnica que cubra los huecos encontrados en el mismo, particularmente con relación a la falta de propuestas que permiten usar técnicas de multiplexación espacial cuando el canal de comunicación está degenerado. It is necessary to offer an alternative to the state of the art which covers the gaps found therein, particularly with regard to the lack of proposals to use techniques that allow spatial multiplexing when the communication channel is degenerate.

Para ello, la presente invención proporciona un método para implementar un modo de transmisión de múltiples entradas-múltiples salidas, comprendiendo dicho modo de transmisión MIMO usar un determinado número de antenas en un equipo de usuario y un número dado de antenas en un nodo de acceso de radio para la comunicación entre dicho equipo de usuario y dicho nodo de acceso de radio, llevada a cabo dicha comunicación por medio de un canal de comunicación, representado dicho canal de comunicación por una matriz de canal. To this end, the present invention provides a method for implementing a transmission mode multiple input-multiple output, said mode MIMO transmission comprising using a number of antennas at a user equipment and a given number of antennas at an access node radio for communication between said user equipment and said radio access node, said communication carried out via a communication channel, said communication channel represented by a channel matrix.

Al contrario que las propuestas conocidas, el método de la invención, de una manera característica comprende descorrelacionar al menos parte de los coeficientes de dicha matriz de canal cuando dicho canal de comunicación está degenerado usando al menos un puerto de antena adicional en cada uno de dicho nodo de acceso de radio y dicho equipo de usuario con el fin de cambiar el patrón de radiación asociado con capas de transmisión de dicha comunicación permitiendo el uso de un modo de transmisión MIMO potenciado. Unlike known proposals, the method of the invention, in a manner characteristic comprises decorrelate at least part of the coefficients of said matrix channel when said communication channel is degenerated using at least one antenna port further in each of said radio access node and said user equipment in order to change the radiation pattern associated with transmission of said layers allowing communication using a MIMO transmission mode enhanced.

Otras realizaciones del método del primer aspecto de la invención se describen según las reivindicaciones adjuntas 2 a 15, y en una sección posterior relacionada con la descripción detallada de varias realizaciones. Other embodiments of the first aspect of the invention method are described according to the appended claims 2 to 15, and in a later section concerning the detailed description of various embodiments.

Breve descripción de los dibujos BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Las ventajas y características anteriores y otras se entenderán más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones, con referencia a los dibujos adjuntos (algunos de los cuales ya se han descrito en la sección del estado de la técnica anterior), que deben considerarse de una manera ilustrativa y no limitativa, en los que: The advantages and above and other features will be more fully understood from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings (some of which have already been described in the state of the prior art), to be considered As an illustrative and non-limiting manner, in which:

La figura 1 muestra un sistema SU-MIMO actual, con N antenas de transmisión y M antenas de recepción. Figure 1 shows a system current SU-MIMO, with N transmit antennas and M receive antennas.

La figura 2 muestra un modo de funcionamiento actual de un sistema SU-MIMO en un despliegue LTE-A. Figure 2 shows a current operating mode of a SU-MIMO system in an LTE-A deployment.

La figura 3 muestra el modo de funcionamiento propuesto para un nuevo nodo de transmisión MIMO de multiplexación espacial potenciada, según una realización de la presente invención. 3 shows the mode of operation proposed for a new transmission node MIMO spatial multiplexing enhanced, according to an embodiment of the present invention.

La figura 4 muestra una posible configuración para la transmisión considerando un ejemplo de dos antenas monopolo, según una realización de la presente invención. Figure 4 shows a possible configuration for transmission considering a two monopole antennas example, according to an embodiment of the present invention.

La figura 5 muestra una disposición esquemática de dos antenas monopolo junto con una antena central adicional vista desde una perspectiva desde arriba, según una realización de la presente invención. 5 shows a schematic arrangement of two monopole antennas with an additional central antenna view from a top perspective, according to an embodiment of the present invention.

Las figuras 6 y 7 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para el caso de d= λ /2 cuando se eligen los valores apropiados para las fases relativas de dos antenas monopolo junto con una antena central adicional con el fin de tener nulos a lo largo de las direcciones Φ = ± π /4, ± 3 π /4 en el plano de azimut, según una realización de la presente invención. Figures 6 and 7 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for the case of d = λ / 2 where appropriate for the relative phases of two monopole antennas values ​​along with an additional central antenna in order to have are chosen null along the Φ = ± π / 4 directions, ± 3 π / 4 in the azimuth plane, according to an embodiment of the present invention.

Las figuras 8 y 9 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para el caso de d= λ /2 cuando se eligen los valores apropiados para las fases relativas de dos antenas monopolo junto con una antena central adicional con el fin de tener nulos a lo largo de las direcciones Φ = 0, ± π /2 en el plano de azimut, según una realización de la presente invención. Figures 8 and 9 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for the case of d = λ / 2 where appropriate for the relative phases of two monopole antennas values ​​along with an additional central antenna in order to have are chosen null along the Φ = 0 addresses, ± π / 2 in the azimuth plane, according to an embodiment of the present invention.

La figura 10 muestra una disposición esquemática de pares de elementos de antena de polarización cruzada lineal junto con una antena de panel con sus pares de elementos de polarización cruzada, según una realización de la presente invención. 10 shows a schematic arrangement of pairs of antenna elements of linear cross polarization with antenna panel with pairs of cross polarization, according to an embodiment of the present invention.

La figura 11 muestra un patrón de radiación de antena sectorial típico. 11 shows a radiation pattern typical sector antenna.

Las figuras 12 y 13 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para el caso de d= λ /2 cuando se eligen los valores apropiados para las fases relativas de pares de elementos de antena de polarización cruzada lineal junto con una antena de panel con sus pares de elementos de polarización cruzada con el fin de tener nulos a lo largo de las direcciones Φ = ± π /4, ± 3 π /4 en el plano de azimut, según una realización de la presente invención. Figures 12 and 13 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for the case of d = λ / 2 where appropriate for the relative phases of pairs of antenna elements of linear cross polarization with antenna values ​​are chosen panel with pairs of cross-polarized to have null along the Φ = ± π / 4 directions, ± 3 π / 4 in the azimuth plane, according to an embodiment of the present invention.

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

Las figuras 14 y 15 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para el caso de d= λ /2 cuando se eligen los valores apropiados para las fases relativas de pares de elementos de antena de polarización cruzada lineal junto con una antena de panel con sus pares de elementos de polarización cruzada con el fin de tener nulos a lo largo de las direcciones Φ = 0, ± π /2 en el plano de azimut, según una realización de la presente invención. Figures 14 and 15 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for the case of d = λ / 2 where appropriate for the relative phases of pairs of antenna elements of linear cross polarization with antenna values ​​are chosen panel with pairs of cross-polarized to have null along the Φ = 0 addresses, ± π / 2 in the azimuth plane, according to an embodiment of the present invention.

Las figuras 16 y 17 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para el caso de d< λ /2 cuando se eligen los valores apropiados para las fases relativas de dos antenas monopolo junto con una antena central adicional con el fin de tener nulos a lo largo de las direcciones Φ = ± π /4, ± 3 π /4 en el plano de azimut, según una realización de la presente invención. Figures 16 and 17 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for the case of d <λ / 2 when appropriate to the relative phases of two monopole antennas values ​​along with an additional central antenna in order to have are chosen null along the Φ = ± π / 4 directions, ± 3 π / 4 in the azimuth plane, according to an embodiment of the present invention.

Las figuras 18, 19 y 20 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para el caso de d< λ /2 cuando se eligen los valores apropiados para las fases relativas de dos antenas monopolo junto con una antena central adicional con el fin de tener nulos a lo largo de las direcciones Φ = 0, ± π /2 en el plano de azimut, según una realización de la presente invención. Figures 18, 19 and 20 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for the case of d <λ / 2 when appropriate to the relative phases of two monopole antennas values ​​along with an additional central antenna in order are chosen having nulls along the Φ = 0 addresses, ± π / 2 in the azimuth plane, according to an embodiment of the present invention.

La figura 21 muestra una disposición esquemática de dos antenas monopolo junto con una antena adicional que forman un triángulo equilátero visto desde una perspectiva desde arriba, según una realización de la presente invención. 21 shows a schematic arrangement of two monopole antennas with an additional antenna forming an equilateral triangle seen from a top perspective, according to an embodiment of the present invention.

Las figuras 22 y 23 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para los valores φ 1 = φ 2 = 0 en el caso de una red triangular, según una realización de la presente invención. Figures 22 and 23 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for values ​​φ 1 = φ 2 = 0 in the case of a triangular network, according to an embodiment of the present invention.

Las figuras 24 y 25 muestran el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para los valores φ 1 = φ 2 = π /2 en el caso de una red triangular, según una realización de la presente invención. Figures 24 and 25 show the radiation pattern resulting from each transmission layer for values ​​φ 1 = φ 2 = π / 2 in the case of a triangular network, according to an embodiment of the present invention.

La figura 26 muestra una disposición esquemática de un transmisor con N antenas monopolo y N/2 puertos de antena entrelazados adicionales, según una realización de la presente invención. 26 shows a schematic arrangement of a transmitter with N antennas and monopole N / 2 additional antenna ports interleaved according to an embodiment of the present invention.

La figura 27 muestra el caso genérico para antenas de polarización cruzada, según una realización de la presente invención. Figure 27 shows the generic case for cross-polarized antennas, according to an embodiment of the present invention.

La figura 28 muestra un posible diagrama de bloques del modo de transmisión MIMO potenciado propuesto en la presente invención. Figure 28 shows a possible block diagram of the enhanced MIMO transmission mode proposed in the present invention.

Descripción detallada de varias realizaciones Detailed description of several embodiments

La presente invención propone introducir un nuevo modo de transmisión MIMO de multiplexación espacial (SM) potenciada, que tendrá sentido cuando el rango de canal sea inferior al mínimo del número de antenas de transmisión y de recepción (es decir no hay transmisión de rango completo), tal como se muestra en la figura 3. The present invention proposes to introduce a new transmission mode MIMO spatial multiplexing (SM) enhanced, which will sense when the channel range less than the minimum number of transmission antennas and reception (ie no transmission full range) as it is shown in figure 3.

Tras la recepción de los CQI y RI de los UE (3a), el sistema evalúa el rango de canal (3b). Upon receiving the CQI and RI the UE (3a), the system evaluates the channel range (3b). Si la transmisión es de rango completo, funciona en uno de los modos de multiplexación espacial habituales (3d), ya sea de bucle abierto o de bucle cerrado. If the transmission is full rank, it works in one of the usual spatial multiplexing modes (3D), either open loop or closed loop. De lo contrario, el sistema funciona en un “modo de transmisión de multiplexación espacial potenciada” que es el objeto de la presente invención (3c). Otherwise, the system operates in a "transmission mode enhanced spatial multiplexing" which is the object of the present invention (3c).

Con el fin de aclarar el modo de transmisión de SM potenciada propuesto, se supondrá un sistema SU-MIMO 2x2 de LTE-A. In order to clarify the transmission mode proposed enhanced SM, SU-MIMO 2x2 LTE-A system is assumed. La idea básica propuesta en esta invención es usar un puerto de antena adicional, o varios adicionales, tanto para la transmisión como para la recepción con el fin de diferenciar los patrones de radiación de las diferentes capas de transmisión. The basic idea proposed in this invention is to use an additional antenna port, or several additional, both for transmission and reception in order to differentiate the radiation patterns of the different transmission layers. Se espera que esto potencie las características de canal de modo que se descorrelacionen los elementos de matriz hij. This is expected enhances the channel characteristics so that the elements hij descorrelacionen matrix.

No es necesario que los nuevos puertos de antena estén conectados a ningún amplificador de potencia adicional (en transmisión) o LNA (en recepción), aparte de los presentes en un sistema MIMO típico. It is not necessary that the new antenna ports are connected to any additional power amplifier (transmit) or LNA (reception) apart from those present in a typical MIMO system. En vez de eso, se pretende que formen redes de antenas “virtuales” junto con los otros elementos de antena. Instead, it is intended to form networks of "virtual" antennas along with the other antenna elements. En transmisión, cada nuevo elemento de antena se alimentará con una combinación lineal de las señales que constituyen las capas de transmisión. In transmission, each new antenna element is fed with a linear combination of the signals constituting the transmissive layers. En recepción, las señales RF procedentes de cada antena vuelven a combinarse linealmente antes de entrar en el LNA. In reception, the RF signals from each antenna linearly recombine before entering the LNA.

Las combinaciones lineales pueden obtenerse mediante elementos pasivos típicos tales como por ejemplo atenuadores, divisores, circuladores, etc. The linear combinations can be obtained by such typical passive elements such as attenuators, splitters, circulators, etc. Por tanto, la potencia de transmisión (y recepción) total será la misma que con un sistema MIMO normal. Therefore, the transmission power (and reception) total is the same as with ordinary MIMO system.

La figura 4 representa una posible configuración para la transmisión considerando un ejemplo de dos antenas monopolo (sin embargo, la presente invención no excluye cualquier tipo de antena). 4 shows a possible configuration for transmission by considering an example of two monopole antennas (however, the present invention does not exclude any type of antenna). Además de antenas TX1 y TX2 (correspondiendo cada una a una capa de transmisión), alimentadas con señales complejas T1 y T2 Besides antennas TX1 and TX2 (each corresponding to a layer transmission), fed with complex signals T1 and T2

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

respectivamente, una tercera antena TX3 está ubicada entre las otras dos, y se alimenta con una combinación lineal de las señales T1 y T2. respectively, a third antenna TX3 is located between the other two, and is powered by a linear combination of the signals T1 and T2.

La tercera antena sirve para el fin de crear dos redes de antenas “virtuales”, una para cada capa de transmisión. The third antenna serves the purpose of creating two networks "virtual" antennas, one for each transmission layer. La primera red está compuesta por la antena TX1 y parte de la nueva antena (central), la parte correspondiente a la señal a·T1, siendo a por motivos de simplicidad un factor complejo unitario en la forma exp(iφ1). The first network consists of the antenna TX1 and part of the new (central) antenna, the part corresponding to the signal T1 ·, being for simplicity a complex factor in the form exp unit (iφ1). La segunda red está compuesta por la antena TX2 y la parte de la antena central correspondiente a la señal b·T2, estando b en la forma exp(iφ2). The second network is composed of the center TX2 corresponding to the signal b · T2 antenna and of the antenna, b being in the form exp (iφ2).

El propósito de estas redes es cambiar el patrón de radiación asociado con las dos capas de transmisión. The purpose of these networks is to change the radiation pattern associated with the two transmission layers. Se supone que, en ausencia de la tercera antena central, la matriz de canal H es singular, de modo que su rango es igual a uno. It is assumed that, in the absence of the third central antenna, the channel matrix H is singular, so that its range is equal to one. Considerando en primer lugar la parte del canal que comprende las antenas de transmisión y su entorno, la degeneración de la matriz de canal H significa que los canales “vistos” por las señales de radio procedentes de las dos antenas están altamente correlacionados. Considering first the channel portion comprising transmitting antennas and their environment, degeneration of the channel matrix H means channels "seen" by the radio signals from the two antennas are highly correlated. Esta situación aparece, por ejemplo, cuando está presente un componente LOS (línea de visión) significativo entre el transmisor y el receptor, y es particularmente dañino. This situation appears, for example, when a significant LOS component (line of sight) between the transmitter and receiver is present, and is particularly harmful. Un medio para evitar esta situación es cambiar el patrón de radiación de tal manera que los coeficientes de canal son diferentes para ambas capas de transmisión. A means to avoid this is to change the radiation pattern such that the channel coefficients are different for both layers transmission.

Es posible elegir coeficientes a, b con el fin de lograr nulos o picos a lo largo de diferentes direcciones del espacio, eliminando así la degeneración de la matriz de canal. May choose coefficients a, b in order to achieve zero or peaks along different spatial directions, thereby eliminating degeneration of the channel matrix. El receptor no necesita conocer los coeficientes reales; The receiver does not need to know the real coefficients; el transmisor también puede variar sus valores dinámicamente con el fin de encontrar la combinación más adecuada (por ejemplo siguiendo patrones precalculados que hacen cumplir nulos o picos a lo largo de direcciones del espacio predefinidas). the transmitter may also vary dynamically values ​​in order to find the most suitable combination (for example following precalculated pattern that enforce zero or peaks along the predefined address space).

En el lado de recepción existe una situación análoga. On the receiving side there is a similar situation. Ajustando diferentes factores de fase en las señales recibidas por cada antena, el patrón de radiación de recepción cambiará creando nuevos nulos y picos que, junto con los creados en el lado de transmisión, se espera que potencien las características de canal. Setting different phase factors in the signals received by each antenna, the reception radiation pattern change and creating new null peaks, along with those created in the transmission side, it is expected to enhance the channel characteristics.

Con el fin de aplicar el mismo mecanismo tanto en TX como en RX, el eNodo B informará al UE del modo de transmisión de multiplexación espacial potenciada propuesto, mediante un mensaje de control apropiado que no se comentará aquí. In order to apply the same mechanism in both TX and RX, the eNode B inform the UE transmission mode spatial multiplexing I proposed enhanced through an appropriate control message that will not be discussed here.

La invención propuesta es igualmente válida para modos de multiplexación espacial tanto de bucle abierto como de bucle cerrado. The proposed invention is equally valid for spatial multiplexing modes both open loop closed loop. A continuación, pueden considerarse dos nuevos modos de transmisión: “multiplexación espacial de bucle abierto potenciada” y “multiplexación espacial de bucle cerrado potenciada”, que serán los análogos “potenciados” a los modos 3 y 4 de transmisión LTE-A, respectivamente. Here may be considered two new modes of transmission: "Spatial Multiplexing open loop potentiated" and "spatial multiplexing closed loop enhanced" which are analogs "potentiated" modes 3 and 4 transmit LTE-A, respectively.

Es importante enfatizar que no se requiere amplificador de potencia complementario para la antena central TX3. It is important to emphasize that no additional power amplifier for the central antenna TX3 is required. En vez de eso, sólo se necesita una red de combinación pasiva, porque la potencia de transmisión total debe ser la misma que sin la antena complementaria. Instead, a network of passive combination is required only because the total transmit power must be the same without the additional antenna. Sin embargo, una solución propietaria puede emplear un amplificador de potencia adicional para esta antena con el fin de mejorar la ganancia, la cifra de ruido, etc., pero esto no se requiere para la presente invención. However, a proprietary solution may employ an additional power amplifier for the antenna in order to improve the gain, noise figure, etc., but this is not required for the present invention.

El concepto descrito en la presente invención puede generalizarse para el caso de tener un número arbitrario de antenas de transmisión y de recepción. The concept described herein can be generalized to the case of an arbitrary number of transmission antennas and reception. Sin embargo, con respecto a un sistema LTE-A, se considerará una configuración SU-MIMO 2x2 (posteriormente se generalizará a NxM antenas). However, with respect to an LTE-A system you will be considered a configuration SU-MIMO 2x2 (subsequently generalize to NxM antennas).

• Ejemplo con antenas copolarizadas linealmente • Example with co-polarized antennas linearly

La figura 6 muestra una disposición esquemática de dos antenas monopolo TX1 y TX2 junto con una antena central adicional TX3, tal como se observa desde una perspectiva desde arriba. 6 shows a schematic arrangement of two antennas TX1 and TX2 monopole together with an additional central antenna TX3, as seen from a top perspective. Los elementos de antena TX1 y TX2 forman la combinación MIMO 2x2 habitual (siendo en este caso copolarizada linealmente), y se ha añadido un puerto TX3 adicional en el medio de los mismos. The antenna elements TX1 and TX2 are the usual 2x2 MIMO combination (in this case being co-polarized linearly), and added TX3 additional port in the middle thereof.

Las señales RF complejas T1 y T2 alimentan a los correspondientes puertos de antena TX1 y TX2, y el puerto TX3 se alimenta con una combinación lineal: Complex RF signals T1 and T2 feed the corresponding antenna ports TX1 and TX2, TX3 port and is powered by a linear combination:

i �T i T

T =exp ()��T �exp ()i� T = exp () T exp () i

3 11 22 March 11, 22

La separación entre los elementos de antena es dy se supone que es superior o igual a π /2. The spacing between the antenna elements is d is assumed to be π exceeding / 2. Esta condición se cumple habitualmente en el eNodo B con el fin de mantener la correlación de antena en un mínimo. This condition is usually performed in the eNode B in order to maintain the correlation antenna to a minimum. Tener una alta separación es beneficioso para la invención propuesta. Having a high separation is beneficial to the proposed invention.

La combinación resultante da lugar a dos redes de antenas “virtuales”, una para cada capa transmitida: The resulting combination yields two antenna arrays "virtual", one for each transmitted layer:

- -
Red formada por las señales radiadas T1 + exp(iφ1) T1, procedente de los puertos de antena TX1 y TX3. Network formed by radiated signals T1 + exp (iφ1) T1, from the antenna ports TX1 and TX3.

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

- -
Red formada por las señales radiadas T2 + exp(iφ2) T2, procedente de los puertos de antena TX2 y TX3. Network formed by radiated signals T2 + exp (iφ2) T2, from the antenna ports TX2 and TX3.

Estas dos redes pueden analizarse con ayuda del denominado factor de red de la estructura, que para una red lineal de M elementos se define como [7]: These two networks can be analyzed using the factor called network structure, that for a linear array of M elements is defined as [7]:

M -1 M -1

AF(c) =II exp i(-kr ) AF (c) = exp i II (-kr)

m mm m mm

m=0 . m = 0.

donde: where:

Im son las corrientes de los elementos de la red; Im are the currents of network elements;

2� 2

k=u k = u

siendo u un vector unitario en la dirección de propagación; where u is a unit vector in the direction of propagation;

rm son los vectores de posición de los elementos de la red; rm are the position vectors of network elements;

φm son las fases relativas de los elementos de la red. φm is the relative phases of the network elements.

Ф es el ángulo medido en el plano de azimut. Ф is the angle measured in the azimuth plane.

El patrón de radiación global es el producto del factor de red y el patrón de radiación de los elementos de antena individuales (suponiendo que todos son idénticos). The overall radiation pattern is the product factor network and the radiation pattern of the individual antenna elements (assuming all are identical). En el caso de monopolos la radiación es omnidireccional en el azimut (plano Ф), de modo que el diagrama resultante es idéntico al factor de red, pero con otras antenas esto puede no ser el caso. In the case of monopole radiation it is omnidirectional in azimuth (Ф plane), so that the resulting diagram is identical to the network factor, but other antennas this may not be the case.

En el escenario propuesto, tomando el origen como el centro de cada una de las redes consideradas, los dos factores de red normalizados se vuelven: In the proposed scenario, taking the origin as the center of each of the networks considered, two factors become standardized network:

kd cos c-1 kd cos c-1

AF ()c=cos [J AF () c = cos [J

TX1-TX 3 TX1-TX 3

Para TX1+TX3: For TX1 + TX3:

kd cos c 2 kd cos c 2

AF ()c=cos [J AF () c = cos [J

TX 2-TX 3 TX 2 TX-3

Para TX2+TX3: For TX2 + TX3:

Aparecen múltiples posibilidades para la elección de las fases φ 1 y φ 2. La presente invención es igualmente válida independientemente de las fases reales, lo que será específico de la implementación. Appear multiple possibilities for choosing the φ 1 and φ phases 2. The present invention applies equally regardless of the actual phase, which is implementation specific.

- -
Nulos a lo largo de las direcciones Nulls along the directions

Ф = ± π/4, ± 3π/4 Ф = ± π / 4, ± 3π / 4

Suponiendo que se desea tener nulos de radiación diferentes para las señales T1 y T2, específicamente en las direcciones π /4 y 3 π /4, con el fin de favorecer las trayectorias de radio que van a descorrelacionarse. Assuming desired have null different radiation for the T1 and T2 signals, specifically in the π / 4 and 3 π / 4-way in order to facilitate radio paths that will descorrelacionarse. Forzando por ejemplo que la red TX1-TX3 sea nula en la dirección 3 π /4, y que la red TX2-TX3 sea nula en la π /4 se encuentran los valores para las fases: Forcing such TX1-TX3 that the network is zero in the 3 π / 4, and the TX2-TX3 network is zero in the π / 4 are the values ​​for the phases:

d d

1 =�[-1- 2 J 1 = [- 1 2 J

, ,

d d

2 =�[1- 2 J 2 = [1 2 J

. .

En las figuras 6 y 7 se representa el patrón de radiación resultante de cada capa de transmisión para el caso d = λ /2. Figures 6 and 7 the radiation pattern resulting from each transmission layer for the case d = λ / 2 is shown. Puede observarse que los patrones de radiación están algo desviados. It can be seen that the radiation patterns are somewhat diverted.

Es importante observar que, cuando las antenas están separadas una distancia igual o superior a media longitud de onda, aparecen múltiples lóbulos. Importantly multiple lobes, when antennas are spaced apart a distance less than half wavelength, appear. Esta situación debe evitarse en redes típicas, en las que es importante obtener pocos lóbulos secundarios, pero para la presente invención es beneficioso: el objetivo no es concentrar la energía a lo largo de una determinada dirección, sino cambiar el patrón de radiación de cada capa de transmisión y This situation must be avoided in typical networks, it is important to obtain few side lobes, but for the present invention is beneficial: the goal is not to concentrate energy along a given direction, but to change the radiation pattern of each layer transmission and

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

dispersar la energía de una manera diferente para ambas capas. disperse energy in a different way for both layers. La aparición de altos lóbulos secundarios potencia la dispersión de energía y por tanto las propiedades de correlación de la matriz de canal. The emergence of high sidelobes power energy dispersion and therefore the correlation properties of the channel matrix.

- -
Nulos a lo largo de las direcciones Ф = 0, ± π /2 Nulls along the directions Ф = 0, ± π / 2

Esta solución se obtiene forzando que la red TX1-TX3 sea nula a lo largo de 0º, y TX2-TX3 a lo largo de ± π /2. This solution is obtained by forcing the TX1-TX3 that network is zero along 0 °, and TX2-TX3 along ± π / 2. Las fases relativas son: The relative phases are:

2d 2d

1 =[� -1J 1 = [-1J

= =

Los patrones de radiación resultantes se muestran en las figuras 8 y 9 para d = λ /2. The resulting radiation patterns are shown in Figures 8 and 9 for d = λ / 2.

Este ejemplo permite una clara separación de las direcciones de ganancia máxima. This example allows a clear separation of the directions of maximum gain.

Otras múltiples configuraciones son posibles seleccionando diferentes valores de las fases relativas, y esta invención no prefiere el uso de ningún valor con respecto a otro. Other configurations are possible multiple values ​​selecting different relative phases, and this invention is not preferred to use any value with respect to another. El eNodo B podrá cambiar y someter a prueba diversos valores de las fases relativas sin informar a los terminales de usuario, permitiendo así una búsqueda adaptativa de la configuración óptima para cada caso. The eNodeB can change and test different values ​​of the relative phases without informing the user terminals, allowing an adaptive search for the optimum configuration for each case.

• Ejemplo con antenas de polarización cruzada lineal • Example with cross-polarization antennas linear

Éste es el caso encontrado más normalmente en sistemas celulares, porque logra una baja correlación entre elementos de antena. This is the case most commonly found in cellular systems, because it achieves a low correlation between antenna elements. El análisis es idéntico, excepto porque en este caso el patrón de radiación de antena tiene la forma sectorial típica, lo que influye sobre el patrón de radiación global resultante. The analysis is identical, except that in this case the antenna radiation pattern has the typical sectorial shape, which influences the overall radiation pattern resulting.

La configuración de antena se muestra en la figura 10. Se disponen pares de elementos de antena de polarización cruzada formando una antena de panel, denominada “TX1+TX2” para mantener la misma terminología que en el caso lineal. The antenna configuration shown in Figure 10 pairs of antenna elements are arranged crossed polarization antenna forming a panel, called "TX1 + TX2" to maintain the same terminology as in the linear case. El elemento de antena adicional, TX3, es realmente otra antena de panel con sus pares de elementos de polarización cruzada. The additional antenna element, TX3, is really another antenna panel with pairs of cross polarization. Aparte de la geometría diferente, el concepto es análogo al caso lineal; Apart from the different geometry, the concept is analogous to the linear case; sin embargo la diferencia se encuentra en que las antenas TX1 y TX2 tienen polarizaciones ortogonales (lo que mejora las propiedades de correlación), y por tanto los elementos en TX3 también son ortogonales. however the difference is in the TX1 and TX2 which antennas have orthogonal polarizations (which improves the correlation properties), and therefore the elements in TX3 are also orthogonal.

Los diferentes patrones de radiación pueden obtenerse ahora sin usar ningún divisor de potencia, porque los elementos de antena están físicamente separados. Different radiation patterns can be obtained without using any now power divider, because the antenna elements are physically separated. Ahora se forman redes virtuales “TX1-TX3” y “TX2-TX3” por los elementos en ambas antenas que comparten la misma polarización, tal como se muestra en la figura 10. Now virtual networks "TX1-TX3" and "TX2-TX3" are formed by elements in both antennas that share the same polarization, as shown in Figure 10.

La figura 11 muestra un patrón de radiación de antena sectorial de 120º típico en el plano de azimut (el de interés para la presente invención). 11 shows a radiation pattern of 120 ° sector antenna characteristic in the azimuth plane (the interest for the present invention).

Debido a la disposición geométrica, las dos redes virtuales son idénticas en este caso y los factores de red correspondientes tienen la forma: Because of the geometrical arrangement, the two virtual networks are identical in this case and corresponding network factors have the form:

kd cos c-1 kd cos c-1

AF ()c=cos [J AF () c = cos [J

TX1-TX 3 TX1-TX 3

Para TX1+TX3: For TX1 + TX3:

kd cos c-2 kd cos c-2

AFTX 2-TX 3 ()c=cos [J TX AFTX 2-3 () c = cos [J

Para TX2+TX3: For TX2 + TX3:

El análisis es por tanto análogo al caso de antena monopolo, cambiando simplemente el signo de φ 2. The analysis is therefore analogous to the case of monopole antenna, simply changing the sign of φ 2.

El patrón de radiación global, teniendo en cuenta la ganancia de antena, se muestra en las figuras 12 y 13 para el caso de nulos a lo largo de las direcciones Ф = ± π /4, ± 3 π /4 y en las figuras 14 y 15 para el caso de nulos a lo largo de las direcciones Ф = 0, ± π /2. The overall pattern of radiation, taking into account the antenna gain is shown in Figures 12 and 13 for the case of zero along the Ф = ± π / 4 directions, ± 3 π / 4 and in Figures 14 and 15 for the case of zero along the Ф = 0 addresses, ± π / 2.

Resulta evidente que son posibles múltiples combinaciones con el fin de forzar diferentes direcciones de propagación para las dos capas de transmisión. Clearly there are many possible combinations in order to force different propagation directions for the two transmission layers. De nuevo puede usarse cualquier valor dependiendo de la implementación real, limitaciones en el hardware, granularidad de las fases aplicables, etcétera. Again any value can be used depending on the actual implementation, hardware limitations, granularity of the applicable steps, and so on.

• Modo de transmisión de SM 2x2 potenciada, lado de UE • SM transmission mode 2x2 enhanced, next to EU

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

En el terminal de usuario es más difícil tener separaciones de antenas de media longitud de onda; In the user terminal it is more difficult separations antennas having half wavelength; por tanto merece la pena examinar el caso de una separación de antenas inferior. therefore worth examining the case of a pitch smaller antennas. El patrón de radiación de cada antena es habitualmente omnidireccional en el azimut, por tanto el factor de red coincide con el patrón de radiación global en este plano. The radiation pattern of each antenna is usually omnidirectional in azimuth, so the network factor matches the pattern of global radiation in this plane.

Las figuras 16 y 17 muestran los diagramas correspondientes obtenidos con una separación de 0,2 λ. Figures 16 and 17 show corresponding diagrams obtained with a spacing of 0.2 λ. Queda claro que no aparecen máximos secundarios en este caso, sólo pequeños lóbulos que apuntan hacia una dirección opuesta del lóbulo principal. It is clear that secondary maxima, only small lobes pointing to the opposite direction of the main lobe not appear in this case.

Para el caso de nulos a lo largo de las direcciones Ф = 0, ± π /2 hay dos posibles soluciones para la red TX1-TX3, cada una de ellas apuntando claramente hacia direcciones opuestas. For the case of zero along the Ф = 0 addresses, ± π / 2 there are two possible solutions for TX1-TX3 network, each clearly pointing opposite directions. La red TX2-TX3 presenta dos lóbulos idénticos apuntando a 0 y π, tal como se muestra en las figuras 18, 19 y 20. TX2-TX3 The network has two identical lobes pointing to 0 and π, as shown in Figures 18, 19 and 20.

Resulta evidente que estos resultados no son tan atractivos como los del caso del transmisor, debido a la baja separación de antenas. Clearly, these results are not as attractive as the transmitter case, due to the low antenna separation. Para superar esto, a continuación se explica otra posible disposición geométrica para las antenas receptoras. To overcome this, then another possible geometric arrangement for receiving antennas explained.

- -
Red triangular Red triangular

Esta configuración se muestra en la figura 21, en la que las antenas forman un triángulo equilátero. This configuration is shown in Figure 21, in which the antennas form an equilateral triangle.

La tercera antena TX3 se encuentra ahora ubicada en el vértice de un triángulo, ubicándose las otras dos antenas en los otros dos vértices. The third antenna TX3 is now located at the apex of a triangle, placing the other two antennas in the other two vertices. Esta solución es más compacta y da lugar naturalmente a diferentes direcciones de propagación para las dos capas de transmisión, a pesar de ocupar un volumen algo superior al del caso lineal. This solution is more compact and naturally results in different propagation directions for the two layers transmission, despite occupying a volume somewhat higher than the linear case.

Los factores de red para esta configuración, teniendo en cuenta que Φ' = Φ– π /3, son: Factors network to this configuration, considering that Φ '= Φ- π / 3, are:

kd cos (c-/3)-1 kd cos (c / 3) -1

AFTX1-TX 3 ()c=cos [J AFTX1 TX-3 () c = cos [J

Para TX1+TX3: For TX1 + TX3:

kd cos (c /3) 2 kd cos (c / 3) 2

AFTX 2-TX 3 ()c=cos [J TX AFTX 2-3 () c = cos [J

Para TX2+TX3: For TX2 + TX3:

Debido a la disposición geométrica las dos redes se dirigen hacia diferentes direcciones incluso con una fase de cero, es decir φ 1 = φ 2 = 0. Las figuras 22 y 23 muestran los patrones de radiación en este caso. Due to the geometric arrangement the two networks are directed towards different directions even with a zero phase, ie φ = φ 1 2 = 0. Figures 22 and 23 show the radiation patterns in this case.

Fijando φ 1 = φ 2 = π /2 se obtienen los patrones mostrados en las figuras 24 y 25. Φ 1 = φ setting 2 = π / 2 the patterns shown in Figures 24 and 25 are obtained.

De nuevo hay múltiples posibilidades dependiendo de las fases relativas. Again there are many possibilities depending on the relative phases. Las posibilidades de obtener elementos de canal descorrelacionados hij y, por tanto, recepción de rango completo son altas en este caso, debido a la disposición geométrica de las antenas. The possibilities of obtaining decorrelated channel elements hij and therefore receive full range are high in this case, due to the geometric arrangement of the antennas.

• Modo de transmisión de SM NxM potenciada • SM transmission mode NxM enhanced

Resulta sencillo generalizar el concepto descrito en la presente invención a un sistema MIMO con N antenas de transmisión y M antenas de recepción. It is easy to generalize the concept described herein to a MIMO system with N transmit antennas and M receive antennas. La siguiente figura ilustra el caso de transmisor con N antenas monopolo. The following figure illustrates the case of monopole transmitter with N antennas.

Junto con las N antenas de transmisión habituales TX1, TX2, …, TXN, hay N/2 puertos de antena entrelazados adicionales, denominados TX12, TX34, …, TXN-1,N, de modo que se forman N/2 redes virtuales con cada par i,i+1 (si N es impar la última antena permanecerá desapareada). Together with the N antennas common transmission TX1, TX2, ..., TXN, there are N / 2 antenna ports interleaved additional, called TX12, TX34, ..., TXN-1, N, so N / 2 virtual networks are formed each pair i, i + 1 (if N is odd the last antenna remain unpaired). Para simplificar el análisis todas las antenas en la figura están separadas de manera equidistante una distancia d, pero en la práctica puede no ser el caso, según la geometría particular considerada. To simplify the analysis all antennas in the figure are spaced equidistantly a distance d, but in practice can not be the case, depending on the particular geometry considered. Las antenas TX1, TX2, …, TXN se alimentan con señales T1, T2, …, TN, y los nuevos elementos de antena se alimentan con combinaciones lineales de las mismas: The TX1, TX2, ..., TXN fed antennas T1, T2, ... signals, TN, and new antenna elements are fed with linear combinations thereof:

exp ()iT exp ()iT exp () iT exp () iT

11 22 Nov. 22

exp () iT exp ()iT exp () iT exp () iT

33 44 33 44

()T exp iT () T exp iT

exp i () exp i ()

N-1 N-1 NN N-1 N-1 NN

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

Cada par de antenas da lugar a dos redes virtuales, una para cada capa de transmisión, de una manera que es similar a 2x2. Each pair of antennas results in two virtual networks, one for each layer transmission, in a manner that is similar to 2x2. Cada capa de transmisión tendrá por tanto un patrón de radiación diferente, de modo que se potencian las propiedades de correlación de la matriz de canal H. Each transmission layer will therefore have a different pattern of radiation, so that the correlation properties of the channel matrix H. potentiate

En recepción el esquema es análogo, y las señales recibidas procedentes de las antenas deben combinarse antes de entrar en el proceso de demodulación normal, de modo que se aplica la modelación de haz deseada. In the reception system is analogue, and the signals received from the antennas to be combined before entering the normal demodulation process, so that the desired modeling beam is applied.

En caso de considerar antenas sectoriales, el diagrama es el representado en la figura 27. If considered sector antennas, the diagram is shown in Figure 27.

Con esta disposición las redes se alimentan por separado para cada componente, por ejemplo exp(iφ1)·T1 y exp(iφ2)·T2. With this arrangement the feed network separately for each component, for example exp (iφ1) · T1 and exp (iφ2) · T2. Sin embargo el análisis es idéntico en este caso. However, the analysis is identical in this case.

La figura 28 muestra una realización preferida de la invención propuesta: 28 shows a preferred embodiment of the proposed invention:

El sistema evalúa la necesidad de cambiar al modo de transmisión de SM potenciada propuesto (bloque 301), basándose en los informes de los UE (CQI, PMI y RI) y en las señales de sondeo de enlace ascendente (SRS). The system evaluates the need to change the transmission mode SM proposed enhanced (block 301) based on the UE reports (CQI, PMI and RI) and probing signals uplink (SRS). Si las condiciones no son adecuadas para el modo de transmisión potenciado propuesto (por ejemplo si la SNR de canal no es lo bastante alta, o el rango de canal es un máximo) el sistema funciona normalmente en cualquiera de los modos de transmisión de bucle abierto o de bucle cerrado habituales (bloque 302). If the conditions are not suitable for the transmission mode enhanced proposed (for example if the channel SNR is not sufficiently high, or the channel range is a maximum) the system normally operates in either mode transmission open loop or usual closed loop (block 302). Por el contrario, si la SNR de canal es superior a un umbral predefinido y el canal no está funcionando a rango completo, el sistema activa el modo de transmisión de SM potenciada por medio de un mensaje de control apropiado (bloque 303). Conversely, if the channel SNR is above a predefined threshold and the channel is not operating full range, the system activates the transmission mode SM enhanced by an appropriate control message (block 303). Esto a su vez activa puertos de antena adicional tal como se explicó anteriormente. This in turn activates additional antenna ports as explained above.

La selección de las fases relativas para alimentar a las antenas adicionales se realiza en el bloque 304. Los valores elegidos reales son completamente dependientes de la implementación y pueden basarse en un conjunto de patrones predefinidos (por ejemplo forzar nulos o picos a lo largo de determinadas direcciones en el espacio), tal como se comentó anteriormente. The selection of the relative phases to feed additional antennas is performed in block 304. The actual values ​​chosen are completely dependent on the implementation and may be based on a set of predefined patterns (eg null or peak force along certain directions in space), as discussed above.

La elección de las fases relativas sigue un procedimiento iterativo en el que el sistema aplica las diferentes fases (bloque 305) y evalúa si el canal es de rango completo (bloque 306). The choice of relative phase continues to an iterative procedure in which the system applies different phases (block 305) and evaluates whether the channel is full rank (block 306). Si el canal todavía está degenerado, el sistema puede cambiar las fases con el fin de buscar los valores óptimos. If the channel is still degenerate, the system can change phases in order to find the optimal values. Eventualmente, si tras varias iteraciones las características de canal no mejoran, el sistema puede recurrir a un modo SM normal como en el bloque 302. Eventually, after several iterations if the channel characteristics do not improve, the system can use normal mode SM as in block 302.

Es importante enfatizar que el nuevo modo potenciado no interfiere con UE legados, es decir, los UE que no implementan la invención propuesta. It is important to emphasize that the new enhanced mode does not interfere with legacies EU, ie the EU not to implement the proposed invention. Si un UE legado recibe un mensaje de control que indica el uso de un modo de transmisión potenciado, lo descartará y considerará idéntico al modo de transmisión normal correspondiente; If a legacy UE receives a control message indicating the use of a boosted mode transmission, discarded and considered as identical to corresponding normal transmission mode; sin embargo el eNodo B todavía puede aplicar la invención propuesta con el fin de mejorar las propiedades de canal en el lado de TX. however the eNodeB can still apply the proposed invention in order to improve the properties of channel side TX. Por tanto el mensaje de control no interferirá con UE legados, y se descartará por los mismos funcionando por tanto en un modo SM normal. Therefore the control message EU will not interfere with legacies, and will be discarded by them thus functioning in a normal mode SM. El mensaje de control no se describe en la presente invención. The control message is not described herein.

- -
Ventajas de la invención Advantages of the invention

La invención propuesta aborda el problema de la degeneración de la matriz de canal en sistemas MIMO, que impone una grave limitación sobre el aprovechamiento de técnicas de múltiples antenas tal como se describe para LTE avanzada. The proposed invention addresses the problem of degeneration of the channel matrix in MIMO systems, which imposes a serious limitation on the use of multiple antenna techniques as described for LTE advanced. Otras soluciones habituales, tales como redes adaptativas, son caras y difíciles de implementar. Other common, such as adaptive networking solutions are expensive and difficult to implement. Las técnicas descritas por 3GPP para potenciar las características de correlación del canal (tales como precodificación o CDD) no son eficaces cuando la transmisión no es de rango completo. The techniques described by 3GPP to enhance the characteristics of the channel correlation (such as precoding or CDD) are not effective when the transmission is not of full rank.

La ventaja con respecto a otras soluciones es que el esquema de multiplexación espacial LTE-A propuesto puede potenciar las características de canal tanto en el eNodo B como en el UE, abordando por tanto el problema de la correlación extremo a extremo. The advantage over other solutions is that the spatial multiplexing scheme proposed LTE-A can enhance the channel characteristics in both the eNodeB and the UE, thus addressing the problem of end-to correlation. Este modo MIMO de SM potenciada se señalizará desde el eNodo B, y los UE con la capacidad de SM potenciada podrán aplicar el esquema propuesto, mientras que los UE legados no se verán afectados por el mismo. This enhanced MIMO SM mode is signaled from the eNodeB, and the EU's enhanced ability SM may apply the proposed scheme, while the EU legacies will not be affected by it.

Otras soluciones son más complicadas y caras, y sin embargo no tratan con el problema de correlación en ambos lados (TX y RX). Other solutions are more complicated and expensive, and yet do not deal with the problem of correlation on both sides (TX and RX). En [8] la invención descrita sólo es válida para condiciones vehiculares, mientras que la invención propuesta es igualmente adecuada para cualquier entorno. In [8] the invention described is only valid for vehicle condition, while the proposed invention is equally suitable for any environment. La solución en [9] es mucho más complicada de gestionar y construir, haciendo que no sea adecuada para UE de bajo coste, mientras que la presente invención es particularmente sencilla y económica. The solution in [9] is much more complicated to manage and build, making it not suitable for EU low cost, while the present invention is particularly simple and economical. En [10] la antena de múltiples haces descrita tiene el inconveniente de apuntar hacia direcciones fijas del espacio, haciendo por tanto que no sea adaptativa, mientras que la invención propuesta permite una búsqueda adaptativa y propietaria de la configuración óptima. In [10] multibeam antenna described has the disadvantage point to fixed spatial directions, thereby making it not adaptive, while the proposed invention allows adaptive search and owner of the optimal configuration. En [11] debe obtenerse una matriz de correlación, complicando por tanto el funcionamiento del sistema, y el número de antenas requeridas también es superior al de la presente invención. In [11] a correlation matrix must be obtained, thus complicating the operation of the system, and the number of antennas required is also higher than the present invention.

El modo de transmisión potenciado propuesto es una manera sencilla y económica de mejorar las propiedades de canal, implementando diferentes coeficientes de canal para las capas de transmisión con el fin de The transmission mode is enhanced proposed a simple and inexpensive way to improve the channel properties, implementing different channel coefficients for transmission layers in order to

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

potenciar las características de correlación. enhance correlation characteristics. Dado que no se necesitan amplificadores de potencia o LNA adicionales para los elementos de antena complementarios, existe un aumento de complejidad mínimo en los eNodos B y los UE. Since no additional power amplifiers or for additional antenna elements LNA are needed, there is an increased minimum complexity in eNode B and UE.

El funcionamiento del modo de transmisión potenciado en condiciones de canal que de lo contrario no serían adecuadas para la multiplexación espacial (tales como LOS) da como resultado un aumento del rendimiento para el usuario, conduciendo a un rendimiento celular superior y un incremento de los ingresos. The operation of transmission mode enhanced under conditions that otherwise would not be suitable for spatial multiplexing (such as LOS) results in increased performance for the user channel, leading to cell yield higher and increased revenue . Además, también se potencia la calidad de experiencia, ya que los usuarios pueden recibir múltiples flujos espaciales para las mismas condiciones de radio. Moreover, the quality of experience is also power, because users can receive multiple spatial streams for the same radio conditions.

Un experto en la técnica podrá introducir cambios y modificaciones en las realizaciones descritas sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. One skilled in the art could introduce changes and modifications in the embodiments described without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

SIGLAS ACRONYM

3GPP 3GPP
Third Generation Partnership Project, proyecto de asociación de tercera generación Third Generation Partnership Project, Project Third Generation Partnership

AF AF
Array Factor, factor de red Array Factor, factor network

CDD CDD
Cyclic Delay Diversity, diversidad de retardo cíclico Cyclic Delay Diversity, cyclic delay diversity

CQI CQI
Channel Quality Indicator, indicador de calidad de canal Channel Quality Indicator, channel quality indicator

GSM GSM
Global System for Mobile Communications, sistema global para comunicaciones móviles Global System for Mobile Communications, Global System for Mobile communications

IMT IM T
International Mobile Telecommunications, telecomunicaciones móviles internacionales International Mobile Telecommunications, International Mobile Telecommunications

LNA LNA
Low Noise Amplifier, amplificador de bajo ruido Low Noise Amplifier, LNA

LOS THE
Line of Sight, línea de visión Line of Sight Line of Sight

LTE LTE
Long-Term Evolution, evolución a largo plazo Long-Term Evolution, long term evolution

LTE-A LTE-A
Long-Term Evolution Advanced, evolución a largo plazo avanzada Long-Term Evolution Advanced, advanced long-term evolution

MIMO MIME
Multiple Input – Multiple Output, múltiples entradas-múltiples salidas Multiple Input - Multiple Output, multiple input-multiple output

OL-MIMO OL-MIMO
Open-Loop MIMO, MIMO de bucle abierto Open-Loop MIMO, MIMO open loop

CL-MIMO CL-MIMO
Closed-Loop MIMO, MIMO de bucle cerrado Closed-loop MIMO, MIMO closed loop

PMI PMI
Precoding Matrix Indicator, indicador de matriz de precodificación Precoding Matrix Indicator, precoding matrix indicator

PUCCH PUCCH
Physical Uplink Control Channel, canal de control de enlace ascendente físico Physical Uplink Control Channel, physical control channel uplink

PUSCH PUSCH
Physical Uplink Shared Channel, canal compartido de enlace ascendente físico Physical Uplink Shared Channel, shared channel physical uplink

RI RI
Rank Indicator, indicador de rango Rank Indicator, range indicator

RX RX
Receiver, receptor Receiver, receiver

SM YE
Spatial Multiplexing, multiplexación espacial Spatial Multiplexing, spatial multiplexing

SNR SNR
Signal to Noise Ratio, relación señal a ruido Signal to Noise Ratio, signal to noise ratio

SRS MR
Sounding Reference Signal, señal de referencia de sondeo Sounding Reference Signal, sounding reference signal

SU-MIMO SU-MIMO
Single-User Multiple Input – Multiple Output, múltiples entradas-múltiples salidas de un Single-User Multiple Input - Multiple Output, multiple input-multiple output a

único usuario single user

TM TM
Transmission Mode, modo de transmisión Transmission Mode, transmission mode

TX TX
Transmitter, transmisor Transmitter, Transmitter

UE EU
User Equipment, equipo de usuario User Equipment, user equipment

UMTS UMTS
Universal Mobile Telecommunication System, sistema de telecomunicación móvil Universal Mobile Telecommunication System, mobile telecommunication system

universal universal

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAPHY

[1] Definición de patente. [1] Definition patent. http://en.wikipedia.org/wiki/Patent. http://en.wikipedia.org/wiki/Patent.

[2] 3GPP TS 36.300, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); [2] 3GPP TS 36.300, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall Description, Stage 2 (Release 8) Overall Description, Stage 2 (Release 8)

5 [3] http://www.3gpp.org/LTE-Advanced 5 [3] http://www.3gpp.org/LTE-Advanced

[4] S. Sesia, I. Toufik, M. Baker (editores), “LTE, the UMTS Long Term Evolution: From Theory to Practice”, John Wiley & Sons, 2009 [4] S. Sesia, I. Toufik, Baker M. (editors), "LTE, the UMTS Long Term Evolution: From Theory to Practice", John Wiley & Sons, 2009

[5] 3GPP TS 36.211, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); [5] 3GPP TS 36.211, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 10) Physical channels and modulation (Release 10)

10 [6] http://en.wikipedia.org/wiki/Rank_(linear_algebra) 10 [6] http://en.wikipedia.org/wiki/Rank_(linear_algebra)

[7] CA Balanis, “Antenna Theory: Analysis and Design”, 2ª edición, John Wiley and sons [7] CA Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design", 2nd Edition, John Wiley and Sons

[8] Solicitud de patente WO2011/011307 A1, “System and Method for Improving MIMO Performance of Vehicular Based Wireless Communications” [8] patent application WO2011 / 011307 A1, "System and Method for Improving Performance of Vehicular Based MIMO Wireless Communications"

[9] Solicitud de patente USPTO US2009/0209212 A1, “Method and Apparatus for an Adaptive Multiple-input 15 Multiple-output (MIMO) Wireless Communications Systems” [9] Patent Application US2009 USPTO / 0209212 A1, "Method and Apparatus for an Adaptive Multiple-input Multiple-output 15 (MIMO) Wireless Communications Systems"

[10] Solicitud de patente USPTO US2010/007573 A1, “Multibeam Antenna” [10] Patent Application US2010 USPTO / 007573 A1, "Multibeam Antenna"

[11] Solicitud de patente USPTO US2008/0225972 A1, “Method and System for Partitioning an Antenna Array and Applying Multiple-input Multiple-output and Beamforming Mechanisms” [11] Patent Application US2008 USPTO / 0225972 A1, "Method and System for Antenna Array and an Partitioning Applying multiple-input multiple-output beamforming and Mechanisms"

ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES What is claimed
    1. Método para implementar un modo de transmisión de múltiples entradas-múltiples salidas, comprendiendo dicho modo de transmisión MIMO usar un determinado número de antenas en un equipo de usuario y un número dado de antenas en un nodo de acceso de radio para la comunicación entre dicho equipo de usuario y dicho nodo de acceso de radio, llevada a cabo dicha comunicación por medio de un canal de comunicación, representado dicho canal de comunicación por una matriz de canal, caracterizado porque comprende: 1. Method for implementing a transmission mode multiple input-multiple output, MIMO said transmission mode comprising using a number of antennas at a user equipment and a given antennas in a radio access node for communication number between said user equipment and said radio access node, said communication carried out via a communication channel, said communication channel represented by a channel matrix, comprising:
    - -
    usar un rango de dicha matriz de canal asociada con dicho canal de comunicación inferior al mínimo de dicho determinado número de antenas y dicho número dado de antenas o si al menos parte de dichos coeficientes de dicha matriz de canal están correlacionados; using a range of said channel matrix associated with said lower channel communication to said minimum number of antennas and said given antenna or at least some of said coefficients of said matrix are correlated channel number;
    - -
    descorrelacionar al menos parte de los coeficientes de dicha matriz de canal cuando dicho canal de comunicación está degenerado usando al menos un puerto de antena adicional en cada uno de dicho nodo de acceso de radio y dicho equipo de usuario con el fin de cambiar patrones de radiación asociados con capas de transmisión de dicha comunicación permitiendo el uso de un modo de transmisión MIMO potenciado; decorrelate at least some of the coefficients of said matrix channel when said communication channel is degenerate using at least one port of additional antenna in each of said access node radio and said user equipment in order to change radiation patterns associated with transmission layers of this communication allowing the use of a powered MIMO transmission mode; y Y
    - -
    calcular, dicho nodo de acceso de radio, dicho rango de dicha matriz de canal según indicadores de calidad de canal e indicadores de rango enviados desde dicho equipo de usuario hacia dicho nodo de acceso de radio. calculating, said radio access node, said range of said channel matrix as channel quality indicators and range indicators sent from said user equipment to said radio access node.
  2. 2. 2.
    Método según la reivindicación 1, en el que dicha comunicación se realiza en una red móvil de evolución a largo plazo avanzada. Method according to claim 1, wherein said communication is performed in a mobile network to advanced long term evolution.
  3. 3. 3.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho al menos un puerto de antena adicional forma dos redes con sus dos antenas adyacentes de dicho número dado de antenas o dicho determinado número de antenas, cada una de dichas dos redes asociada con una de dichas capas de transmisión. Method according to any of the preceding claims, wherein said at least one antenna port additionally two networks with two adjacent antennas such as antenna or said given number of antennas, each of said two networks associated with a number said transmission layers.
  4. 4. Four.
    Método según la reivindicación 3, en el que la distancia entre dicho al menos un puerto de antena adicional y cada una de dichas dos antenas adyacentes es de al menos media longitud de onda. Method according to claim 3, wherein the distance between said at least one additional antenna port and each of said two adjacent antennas is at least half wavelength.
  5. 5. 5.
    Método según la reivindicación 3 ó 4, que comprende tener la mitad del número de puertos de antenas adicionales con respecto a dicho número dado de antenas o dicho determinado número de antenas, estando dichos puertos de antena adicionales entrelazados entre dicho número dado de antenas o dicho determinado número de antenas formando cada uno de dichos puertos de antenas adicionales dos redes con sus dos antenas adyacentes, dejando una antena de dicho número dado de antenas o dicho determinado número de antenas sin aparear si hay una cantidad impar de dicho número dado de antenas o dicho determinado número antenas. Method according to claim 3 or 4, comprising having half the number of ports of additional antennas with respect to said given antenna or said number of antenna number, said ports additional antenna interleaved between said number being given antenna or said number of antennas forming each of said ports additional antennas two networks with two adjacent antennas, leaving an antenna of said given number of antennas or said number of antennas unmated if an odd number of said given number of antennas or said given number antennas.
  6. 6. 6.
    Método según la reivindicación 2, en el que dicho al menos un puerto de antena adicional forma una red triangular con dos antenas adyacentes de dicho determinado número de antenas. Method according to claim 2, wherein said at least one additional antenna port forms a triangular lattice with two adjacent antennas of said number of antennas.
  7. 7. 7.
    Método según la reivindicación 2, en el que dicho al menos un puerto de antena adicional es una antena de panel con pares de elementos de polarización cruzada cuando dichas antenas de dicho número dado de antenas son antenas de polarización cruzada lineal, que tiene una antena de panel para cada par de dichas antenas de polarización cruzada lineal. Method according to claim 2, wherein said at least one port of additional antenna is an antenna panel with pairs of cross polarization when said antennas of said given number of antennas are antennas linear cross polarization, having an antenna panel for each pair of said linear cross polarization antennas.
  8. 8. 8.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 6, que comprende alimentar dicho al menos un puerto de antena adicional o cada uno de dichos puertos de antenas adicionales con una combinación lineal de las señales que alimentan a dichas dos antenas adyacentes, según la siguiente expresión: Method according to any of the preceding claims 3 to 6, comprising feeding said at least one port of additional antenna or each of said ports additional antennas with a linear combination of the signals fed to said two adjacent antennas, according to the following expression :
    T3 = exp(i·φ1)·T1 + exp(i·φ2)·T2 T3 = exp (i · φ1) + T1 · exp (i · φ2) · T2
    donde where
    T3 es la señal que alimenta a dicho al menos un puerto de antena adicional o cada una de dichos puertos de antenas adicionales; T3 is the signal fed to said at least one additional antenna port or each said additional antenna ports;
    T1 y T2 son dichas señales que alimentan a dichas dos antenas adyacentes; T1 and T2 are said signals fed to said two adjacent antennas;
    φ 1 y φ 2 son las fases relativas de dichas antenas adyacentes; φ 1 and φ 2 are the relative phases of said adjacent antennas; y Y
    exp es la función exponencial. exp is the exponential function.
    ES 2 426 321 A2 ES 2426321 A2
  9. 9. Método según la reivindicación 7, que comprende alimentar a cada uno de dichos elementos de polarización cruzada de dicha antena de panel según las siguientes expresiones: 9. The method of claim 7, comprising feeding each of said elements of said cross polarization panel antenna according to the following expressions:
    T3x = exp(i· φ 1)·T1 T3X = exp (i · φ 1) · T1
    T3y = exp(i· φ 2)·T2 T3y = exp (i · φ 2) · T2
    5 donde 5 wherein
    T3x y T3y son las señales que alimentan a cada uno de dichos elementos de polarización cruzada de dicha antena de panel; T3X and T3y signals are fed to each of said elements of said cross polarization antenna panel;
    T1 y T2 son las señales que alimentan a cada una de dichas antenas de polarización cruzada lineal en un par de antenas de polarización cruzada lineal; T1 and T2 are the signals fed to each of said linear cross polarization antennas in a pair of antennas linear cross polarization;
    10 φ 1 y φ 2 son las fases relativas de dichas antenas de polarización cruzada lineal en dicho par de antenas de polarización cruzada lineal; Φ 1 and φ 10 2 are the relative phases of said linear cross polarization antennas in said pair of cross-polarized antennas linear; y Y
    exp es la función exponencial. exp is the exponential function.
  10. 10. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 5 a 9, que comprende elegir valores para dichas 10. Method according to any of the preceding claims 5 to 9, which comprises choosing values ​​for those
    fases relativas con el fin de forzar nulos y/o picos a lo largo de determinadas direcciones en el espacio en 15 dichos patrones de radiación. relative phase in order to null force and / or peaks along certain directions in space 15 such radiation patterns.
  11. 11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 5 a 10, que comprende, con el fin de eliminar la degeneración de dicho canal de comunicación, variar dichas fases relativas cuando se transmiten señales desde dicho nodo de acceso de radio o dicho equipo de usuario, y/o ajustar dichas fases relativas en señales recibidas por cada una de dicho determinado número de antenas o dicho número dado de antenas. 11. Method according to any of the preceding claims 5 to 10, comprising, in order to remove the degeneracy of said communication channel, varying said relative phases when signals are transmitted from said radio access node or said user equipment, and / or adjusting said relative phase in received by each of said number of antennas or said given number of antennas signals.
    20 12. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 8 a 11 que comprende realizar, dicho nodo de acceso de radio, una búsqueda adaptativa de los valores óptimos para dichas fases relativas. 20 12. Method according to any of the preceding claims 8 to 11 comprising performing, said radio access node, an adaptive search for the optimal values ​​for these relative phases.
  12. 13. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende informar a dicho equipo de usuario de que se usa dicho modo de transmisión MIMO potenciado para realizar dicha comunicación. 13. Method according to any of the preceding claims, comprising inform said user equipment that said MIMO transmission mode empowered to perform such communication is used.
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